Revista
entorno,
Universidad Tecnológica
de
El
Salvador,
www
.utec
.e
du
.s
v,
diciembre
2021,
número 72: 7-20,
ISSN
:
2218-3345
Comparación
del
poder
calorífico
de
la
fibra
de
coco
con
la
madera
del
algarrobo
(Prosopis
poi/ido)
Comparative study on the heating power of coconut fiber
and carob
(Prosopís
pallída)
ISSN
2071-8748
E-ISSN
2218-3345
DOI: https://doi.org/10.5377/entorno.v1 i72.13234
URI:
http://hdl.handle.net/11298/1234
Resumen
El
Perú
es
un
país diverso y pluricultural. Según
el
Ministerio del Ambiente,
el
60 % del territorio
nacional está cubierto por bosques (cuya extensión
estimada
es
de 2.242.493 hectáreas). Ubicándonos
como
el
segundo país de América Latina con mayor
extensión de bosques tropicales, después de Brasil.
Sin
embargo,
la
tala indiscriminada de árboles trae
como consecuencia
la
desaparición
de
variedad
Ronald
Omar
Estela-Urbina
Universidad Nacionallntercultural "Fabiola Solazar
Leguía
"
de
Bagua-Perú
Correo electrónico: oestela@unibagua.edu.pe
ORCID ID:
https://orcid.org/0000-0001-5240-1242
Abstract
Elisa
Contreras-Barsallo
Institución Educativa
"Tupac
Amaru"
de
Chiriaco-Amazonas-Perú
Correo
electrónico:
elisacontbar
@
gmail.com
ORCID ID:
https://orcid.org/0000-0002-0278-7252
Yajaira Lizeth
Carrasco-Vega
Universidad Nacional de Barranca-Perú
Correo
electrónico:
ycarrasco@unab.edu.pe
ORCID ID:
https://orcid.org/0000-0003-4337-6684
Carlos
Enrique
García-Soto
Universidad Nacional de Barranca-Perú
Correo
electrónico:
cgarcias
@
unab.edu.pe
ORCID ID:
https://orcid.org/0000-0002-0826-2449
Nil
Edinson
Mendoza-Virhuez
Universidad Nacional de Barranca-Perú
Correo
electrónico:
nmendoza@unab.edu.pe
ORCID ID:
https://orcid.org/0000-0003-1690-4891
Daniel
Jesús
Castro-Vargas
Universidad Nacional Autónoma
de
Chota-Perú
Correo electrónico: djcastrov@unach.edu.pe
ORCID ID:
https://orcid.org/0000-0003-0618-6013
Recibido: 7
de
mayo 2021
Aceptado:
16
de julio 2021
Peru
is
a multicultural
and
diverse country.
According
to
the Ministry of the Environment, 60%
of the national territory
is
covered
by
forests (which
estimated extension
is
2.242.493 hectares). lt
is
the second Latin American country with the largest
extension
in
rainforests, followed
by
Brazil. However,
the indiscriminate felling of trees
has
brought
the extinction of a variety
of
flora
and
fauna as a
7
8
Comparación del poder calorífico de la fibra de coco con la madera del algarrobo (Prosopis pallida). Ronald Omar Estela-Urbina,
pp. 7-20, Revista entorno, diciembre 2021, número 72, ISSN: 2218-3345
de ora y fauna, produciéndose un desequilibrio
ecológico. El algarrobo (Prosopis pallida) crece en
los bosques secos de la zona norcostera de Perú; de
él se extraen sus frutos, hojas, ramas y troncos para
diversas actividades y el comercio; es decir, tiene
una gran demanda en el mercado. Sin embargo, su
tala indiscriminada lo ubica en el nivel de peligro de
extinción, por ello es importante tener conciencia
de su preservación y la utilización responsable de
cada uno de sus componentes. El objetivo de la
investigación es comparar numéricamente el poder
caloríco del algarrobo y de la bra de coco. En la
metodología, el diseño utilizado en esta investigación
es cualitativo-interpretativo, de tipo documental, para
lo cual fue menester establecer herramientas para
la revisión y el análisis de información. Se revisó
información académica de tipo artículos cientícos,
tesis de Ingeniería, así como diario de circulación
nacional en el Perú, a través de medios digitales. Se
identicaron alrededor de 50 artículos, sin embargo,
fueron analizados solo 24 por su pertinencia directa
con la temática tratada. En cuanto a los resultados,
se obtuvo el poder caloríco de la bra del coco
(4024.8 kcal/kg), así también de la leña de algarrobo
(4618 kcal/kg). De la misma forma, se obtuvieron
valores referenciales de algunos materiales en forma
de briquetas resultados de acuerdo con la norma
ASTM METHOD D-2015-66. Como conclusión, se
evidencia que existe una superioridad energética,
en un 12 %, del algarrobo frente a la bra de coco,
signicando ello que se podría utilizar la bra de coco
como combustible alternativo y sostenible para evitar
la deforestación del algarrobo.
Palabras clave
Madera como combustible. Briquetas (combustibles).
Energía biomásica. Productos de la madera. Cocos -
Industrias. Algarrobo - Industrias.
consequence, all of which has produced an ecological
unbalance. The carob tree (Prosopis pallida) grows in
the dry forests of the northern coast of Peru. Its fruits,
leaves, branches and logs are extracted to be used
in different activities and commerce; this is to say
that it has a great market demand. Nonetheless, its
indiscriminate felling is turning it into an endangered
species. This is why it is relevant to be aware of
its preservation and the responsible use of each
of its elements. The objective of this research is to
numerically compare the heating power of the carob
tree and the coconut ber. The methodology of this
study used a qualitative-interpretative design of
documentary type; in order to do so, it was necessary
to select the tools to be used for the revision and
analysis of the data to be collected. Academic
information was revised, taking into account scientic
articles, graduation works in engineering, and the
online version of the national newspaper in Peru.
Around 50 articles were identied; however, only
24 were analyzed given their suitability to the topic
being addressed in this study. The results showed the
heating power of the coconut ber (4024.8 kcal/kg),
and that of the carob (4618 kcal/kg). In like manner,
the referential values of certain materials in the form
of briquettes were obtained, as established by the
standards given by the ASTM METHOD D-2015-
66. In conclusion, there is evidence of a higher
heating power in the carob, by 12%, in comparison
to the coconut ber; this means that the coconut ber
could be used as an alternative sustainable fuel thus
avoiding the deforestation of carobs.
Keywords
Wood as fuel. Briquettes (fuels). Biomass energy.
Carob - Industries. Carob - Industries. Wood products.
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Comparación del poder calorífico de la fibra de coco con la madera del algarrobo (Prosopis pallida). Ronald Omar Estela-Urbina,
pp. 7-20, Revista entorno, diciembre 2021, número 72, ISSN: 2218-3345
Introducción
Principales residuos de biomasa en el Perú
En el territorio peruano, las empresas dedicadas
al rubro agroindustrial, como son las granjas y las
procesadoras de madera, constituyen un considerable
aportante de residuos de biomasa secundaria, las
cuales cada año generan un promedio de 11.6 millones
de tm, conformadas primordialmente por 440.000 tm de
cascarilla de arroz, 90.000 tm de aserrín, 200.000 tm
de viruta de madera y 55.000 tm de cascarilla de café.
Los mencionados residuos, actualmente no forman
parte de otros procesos industriales o domésticos.
(Hurtado Rengo, 2016).
Figura 1. Generación de residuos agrícolas en el Perú
al 2015 ( Hurtado Rengo, 2016)
El algarrobo patrimonio cultural
El algarrobo (Prosopis pallida) crece en la zona
norte del Perú, a lo largo de la costa: La Libertad,
Lambayeque, Piura y Tumbes, constituyendo una de
las especies vegetales fundamentales en el ecosistema
y el movimiento económico local. No obstante, el
cambio climático que vivimos, la deforestación, así
como los cambios constantes en el uso del suelo
han propiciado una alteración en la conformación no
solo del paisaje, sino también de la biodiversidad y la
aparición de nuevos recursos. La continua disminución
de los bosques secos de algarrobo está trayendo
resultados negativos a comunidades del norte peruano,
acentuando esta realidad en Lambayeque, donde el
quehacer económico está ligado mayoritariamente a la
extracción de los recursos forestales, lo que representa
una pérdida ecológica y socioeconómica que va en
desmedro de los ingresos económicos. (Cuentas
Romero, 2015).
La deforestación repercute en el incremento del nivel
del mar y en la subsecuente salinización de suelos,
pues el algarrobo es una especie que consume aguas
subterráneas en épocas de sequía. Esto debido al
alcance y la longitud de sus raíces, las cuales llegan a
alcanzar la napa freática. Los acuíferos se encuentran
en la zona norcostera de Lambayeque entre 50 y 100
m de profundidad, y estos se recargan por las lluvias
de los Andes, captando un cierto porcentaje de estas,
mientras que el resto se va al mar. (Cuentas Romero y
Salazar Toledo, 2017).
Figura 2. El algarrobo en los bosques secos del Perú
(Cuentas Romero, 2015)
Demanda del algarrobo en el sector de la
gastronomía
El algarrobo es una especie muy codiciada por la
calidad de su leña y la posterior producción ilegal de
su carbón. Asimismo, incrementa su demanda en el
sector gastronómico, particularmente en las pollerías.
Este hecho representa un impacto ambiental negativo,
puesto que el algarrobo ha sido declarado una especie
en peligro. (De la Punte, 2015). Esta realidad se difunde
por crónicas registradas en diarios de circulación
nacional, en los que se estima que, al mes, en el Perú
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pp. 7-20, Revista entorno, diciembre 2021, número 72, ISSN: 2218-3345
se vende un promedio de 6 millones de pollos a la
brasa (Diario El Correo, 2012).
El consumo de pollo a la brasa no se ha quedado
estancado. En los últimos años al parecer el
emprendimiento peruano, y en particular el limeño, no
solo se restringe al consumo de este plato, sino a la
comercialización. (Aguayo Flores, Torres Takeshita,
Uribe Galindo y Valdivia Paredes, 2019). Una
entrevista realizada por el medio de comunicación
Andina al past presidente del comité de franquicias de
la Cámara de Comercio, Miguel Castillo, resaltó que
la producción mensual de pollos es de 55 millones, y
una parte considerable (12 millones) está destinada a
la producción de pollo a la brasa. De este total, el 60 %
son destinados a Lima, 25 % al norte y 15 % al sur.
(Tarqui, 2018).
Conforme a una investigación ejecutada en el Perú
por Euromonitor, en el 40 % del universo de los
establecimientos de comida rápida (fast food) el pollo
a la brasa genera operaciones de 2.137 millones de
dólares americanos al año. Norky’s lidera con una
hegemonía del 12 %; en cambio, Roky’s tiene el 8,3 %,
KFC el 7 %; Popeye’s está en cuarto lugar, y en quinto,
Pardos Chicken (Perú Retail, 2019).
El coco: Prometedora actividad económica
El coco es un producto que puede contener en
promedio 250 ml de líquido, también posee una masa,
en promedio, de 2.5 kg, y un perímetro de 30 cm,
aproximadamente. Este fruto es una especie fresca
tropical; contribuye a una conservación de la buena
salud por tener niveles altos de hierro y potasio.
Además su utilidad no solo se da en la bebida, sino en
la gastronomía e industria cosmética, etc. (Noli Alva y
Chamorro Chávez, 2019).
Tabla 1. Producción de coco por departamentos
(Toneladas)
Departamento Producción
San Martín 14.476.00
Loreto 8.742.00
Ucayali 4.811.00
Piura 1.537.0 0
Huánuco 1.402.00
Junín 415.00
Madre de Dios 390.00
Ayacucho 143.00
Tumbes 140.00
Cajamarca 90.00
Lambayeque 54.00
Fuente: MINAGRI-Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego del Perú
(2014).
El aceite de coco se extrae mediante procesos
mecánicos, estos actúan sobre la pulpa liberando
un líquido que posee un 90 % de ácidos grasos. Tal
concentración hace posible que retarde su proceso
de oxidación, por lo que puede durar hasta 6 meses a
temperatura ambiente. Esta propiedad físico-química
hace del coco un producto muy útil para la salud y
belleza. ( Medina Loya y Nina Arias, 2019).
Figura 3. El coco (cocos nucifera)
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Actualmente, en el departamento de San Martín,
en el distrito de Pucacaca se procesan diariamente
aproximadamente 25.000 cocos. En este proceso
de transformación del coco, se utiliza la pulpa para
su futura industrialización y el residuo del producto
es desechado, como la bra y el endocarpio
(Pucacacaperuforest, 2012).
Poder caloríco (PCS-PCI)
El poder caloríco está denido como la cantidad de
calor liberada en un kilogramo, o en un metro cúbico
de material combustible, cuando este se quema
completamente en condiciones físicas de presión
constante de 101 kPa y 25 °C de temperatura. El poder
caloríco es el valor absoluto de la entalpía.
Poder caloríco superior (PCS) se entiende como el
resultado del proceso de combustión en forma líquida;
a diferencia del poder caloríco inferior (PCI), que es
cuando el producto está en forma de vapor. (Arroyo-
Vinueza y Reina-Guzmán, 2016).
Tabla 2. Poder caloríco de algunos combustibles en
base seca
Combustible Poder caloríco (MJ/kg)
Carbón antracítico 33.7
Carbón bituminoso 33.7
Carbón vegetal 29.0
Cascarilla de arroz 15.0
Leña (aserrín) 20.0
Petróleo 45.0
Fuente: Hurtado Rengo, 2016.
Material y métodos
El diseño utilizado en esta investigación es cualitativo-
interpretativo, de tipo documental, para lo cual fue
necesario establecer herramientas para la revisión y
apropiación de la información. (Barrero y Rosero, 2018).
Se revisó información académica de tipo artículos
cientícos, tesis de Ingeniería, diarios de circulación
nacional en el Perú, a través de medios digitales. Se
identicaron alrededor de 50 artículos, sin embargo,
solo se analizaron 24 por su pertinencia directa con
la temática tratada. (Montesinos-López y Hernández-
Suárez, 2007).
Se aplicó un registro documentario, por medio del cual
se discriminaron las referencias analizadas, tomando
en cuenta el título, la clase, objetivo, el ámbito, método,
los resultados y las conclusiones de acuerdo con la
matriz (tabla 3), donde se enlistaban los documentos
analizados según las categorías consideradas con la
nalidad de establecer la pertinencia temática. (Barrero
y Rosero, 2018).
Resultados
Carbón de biomasas frente al carbón de leña
Para optimizar el rendimiento energético, es menester
transformar la biomasa de tal forma que facilite el
transporte y su almacenaje. Muy regularmente, la
biomasa es convertida en otros derivados, tales como
carbón vegetal, briquetas, gas, etanol y electricidad.
Las técnicas de conversión suelen ser desde procesos
bastante rudimentarios hasta los más sosticados,
tal es el caso de la producción de carbón vegetal en
hornos cubiertos de tierra. (Ruiz Ruiz, 2017).
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Tabla 3. Registro documentario de referencias analizadas
Título Clase Objetivo Ámbito Método Resultados Conclusiones
Fuente: Registro documentario. Adaptado de Barrero y Rosero, 2018.
Tabla 3. Registro documentario de referencias analizadas
Título
Carbón de coco
hecho a base de
biomasas
Clase
Tesis de
grado
Objetivo
Determinar el
consumo de leña
y carbón vegetal
como combustible
para la preparación
de alimentos en
el Perú, además
de un análisis de
trazabilidad de la
materia prima, está
la deforestación y
degradación de los
bosques en el Perú.
Ámbito
Perú
Método
Cuantitativo
Resultados
Se realizaron
encuestas y entrevistas
a profundidad para
determinar el volumen
de consumo del carbón.
Conclusiones
El carbón de coco hecho
a base de biomasas que
presenta una propuesta
ecológica y novedosa,
escalable a nivel nacional.
Aprovechamiento
del recurso
biomasa a partir
de los desechos de
madera para una
caldera de vapor
A r t í c u l o
cientíco
Describir el potencial
energético de la
biomasa residual
que proviene de
la madera al ser
utilizado en una
caldera de vapor
como combustible
sustitutivo; esto con
el n de proporcionar
una alternativa
de energía limpia
diferente a la actual
dependencia del
petróleo usado en
estos dispositivos.
Ecuador Cuantitativo Se determinó de los
desechos de madera y
sus diferentes formas
de presentación, sus
propiedades físicas y
energéticas; tales como
el poder caloríco, valor
de acuerdo con el con-
tenido de humedad de
cada muestra de bio-
masa, y la equivalencia
de peso de los combus-
tibles fósiles utilizados
actualmente por las cal-
deras de vapor
Los poderes calorícos
de cada tipo de biomasa
existente en los
aserraderos, depende
del almacenamiento que
se da, puesto que de
ahí deriva la cantidad de
energía en función de la
humedad. De preferencia
la biomasa con un 10 %
de humedad es óptima
para su aprovechamiento
energético.
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Caracterización del
gas de síntesis
obtenido a partir de
algarrobo y bagazo
de caña
La estructura del
trabajo consistió
en valorar la mejor
forma de obtener
el gas y luego
caracterizarlo.
Colombia Cuantitativo Se determinó la e-
ciencia del proceso y
del equipo mediante
los balances de masa
y energía. Se obtuvo
un poder caloríco su-
perior de 4 MJ/Nm
3
,
mostrando su potencial
como combustible en
motores de combustión
interna.
Se concluye que la madera
presenta la mejor eciencia
del 77% en comparación al
71% y 70% del bagazo y del
carbón respectivamente.
El uso del espacio
natural para el
desarrollo del
territorio: los
bosques secos
de algarrobo para
las comunidades
rurales en
Lambayeque
Tesis de
grado
valorizar ecológica
y económicamente
los bosques secos
de algarrobo para
las
comunidades
rurales en
Lambayeque
Perú Cualitativo Los bosques secos
de Lambayeque se
están deteriorando
por la intensa
deforestación, las
invasiones y los
cambios agresivos de
uso del suelo.
Se identica que hay
conocimiento de formas
sostenibles de generar
rentabilidad evitando
actividades de degradación
como la deforestación.
Además, con el apoyo de
los mapas de distribución
potencial de los bosques
en contraste con los de
cambios de la vegetación
en el tiempo, se identican
aportes a las medidas
de manejo y gestión de
bosques, algunos basados
en proyectos nacionales
e internacionales, que
apuntan al desarrollo
económico y sostenible de
las comunidades rurales.
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Comparación del poder calorífico de la fibra de coco con la madera del algarrobo (Prosopis pallida). Ronald Omar Estela-Urbina,
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Diseño de proceso
y de planta piloto
para fabricación de
briquetas de aserrín
Tesis de
grado
Establecer el proce-
so de fabricación de
briquetas a partir de
aserrín, realizar un
diseño del layout de
la planta piloto re-
querido para dicho
proceso.
Perú Cuantitativo
La tala ilegal de alga-
rrobo, el interés por au-
mentar las alternativas
de combustión a través
de los biocombustibles
y el gran volumen de
desechos maderables
(aserrín) producidos por
Maderera del Norte han
sido los factores indica-
dos para que el gerente
de la empresa ideara
la forma de mejorar su
competitividad, produc-
tividad y rentabilidad a
través de la elaboración
de briquetas de aserrín
Las briquetas de aserrín
son un biocombustible
100% ecológico, que brinda
energía caloríca al que-
marse y que se obtiene de
la compactación de los re-
siduos maderables tales
como aserrín, trozos de ma-
dera, viruta y astillas. Estos
residuos se obtienen de la
industria maderera que tra-
baja bajo las leyes foresta-
les y que es supervisada
por el estado para controlar
la deforestación.
Determinación del
poder caloríco
de briquetas de
carbón utilizando
cantidades de
residuos de
biomasa
Tesis de
grado
El objetivo elemental
es la determinación
del poder caloríco
que las briquetas de
carbón puedan alcan-
zar, utilizando pruebas
sicoquímicas para
vericar cuál de los re-
siduos de biomasa es
el má
s apto y pueda
llegar a ser el reem-
plazante al carbón de
a
lgarrobo que es otro
de los problemas am-
bientales en nuestro
d
epartamento y que
son utilizados en dife-
rentes establecimien-
tos de consumo.
Perú Cuantitativa
Se realizó pruebas de-
mostrativas de mane-
ra física, así mismo se
llegó al cálculo utilizan-
do la ecuación de ter-
modinámica de James
Prescott Joule. Por otro
lado las briquetas de
aserrín presentas ca-
racterísticas como fácil
encendido, llamarada
por todo el contorno del
recipiente y durabilidad
constante, también hay
que subrayar que es
un producto netamente
ecológico.
Según el desarrollo del pro-
yecto de investigación he-
mos llegado a concluir que
el tipo de briqueta de car-
bón elaborada de residuos
de biomasa que produce
mejor energía caloríca y
eciencia es sin duda la bri-
queta fabricada de aserrín
así lo demuestran los resul-
tados de poder caloríco,
con una eciencia absoluta
sobre la briqueta hecha de
bagazo y sobre todo por en-
cima del carbón.
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Aprovechamiento
de residuos de
biomasa
secundaria como
combustible
A r t í c u l o
cientíco
Determinar el
poder caloríco
de los residuos de
biomasa por medio
del calentamiento
para la reducción
del porcentaje de la
materia volátil.
Perú Cuantitativo Después de ser
calentados, los residuos
de biomasa presentaron
una reducción de la
materia volátil de 31
% y un incremento del
poder caloríco de 16 %
Se obtuvo como resultado
que el calentamiento de
estos residuos (biomasa
secundaria) mejora sus pro-
piedades e incrementa su
poder caloríco; y si les da
una forma de densicados
(aglomerado), los convierte
en una fuente de energía
(combustible) importante
tanto para la cocción como
para la calefacción domés-
tica; así como su empleo en
procesos industriales
Utilización de
la bra de coco
como sustituto
del Amianto en
los procesos
industriales
A r t í c u l o
cientíco
Elaborar un produc-
to de uso industrial,
a partir de la susti-
tución de la bra de
amianto, conside-
rando como un con-
taminante ambiental
cancerígeno muy
utilizado en cons-
trucciones variadas,
especícamente en
techos, empaques,
sistemas de sanea-
miento
Venezuela Cuantitativa Se puede apreciar
como aumentó la densi-
dad una vez añadida la
bra de coco y la fuerza
de ruptura llegó al límite
establecido, sin embar-
go, luego de someter la
muestra a añejamiento
acelerado ambas pro-
piedades aumentaron,
mientras que la elonga-
ción se mantuvo cerca
de su límite inferior, lle-
gando a estar muy por
debajo de ésta, esto
respecto a la formula-
ción original, luego del
envejecimiento.
La bra de coco ofrece pro-
piedades físicas y químicas
muy similares a las de la
bra de amianto, condu-
ciendo la viabilidad de las
sustituciones de la bra de
amianto por la de coco en
productos industriales tales
como el mastique.
Fuente: Registro documentario. Adaptado de Barrero y Rosero, 2018.
16
Comparación del poder calorífico de la fibra de coco con la madera del algarrobo (Prosopis pallida). Ronald Omar Estela-Urbina,
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La compactación de la biomasa por la aplicación de
presión se denomina pellets, estos se diferencian
de las briquetas por sus longitudes. Los pellets
comúnmente tienen una longitud de 5 a 30 mm,
mientras que las briquetas pueden ir desde 30 hasta
200 mm de diámetro y tener una longitud de 50 a 400
mm. (Rincón Rincón y Gonzáles Castillo, 2014).
Poder caloríco de bra de coco
La recolección y selección de las muestras de
bra de coco fueron tomadas al azar, escogiendo
cocos maduros, llamados cocos secos. El acopio
se realizó tomando los cocos caídos, conocidos
como cocos goteados, y los maduros. (Montañez y
Uzcátegui, 2009).
La optimización de los materiales considerados será
más aprovechable energéticamente cuanto menos
sea el grado de humedad de la muestra, como se
evidencia en la gura 4. Lo más recomendable es que
la humedad de la muestra sea inferior al 30 % (Fredes
Nuñez, 2014). De la misma forma, se debe indicar que
el valor alto del poder caloríco de estos materiales se
debe, en buena parte, a su valor óptimo de densidad
y a su bajo contenido de humedad. En esto existe una
relación directa: entre mayor sea la densidad tanto
más será la energía por volumen que entreguen los
materiales. ( Rincón Rincón y Gonzáles Castillo, 2014).
Tabla 4. Cuadro comparativo entre carbón de leña y carbón de biomasas
Carbón de leña Carbón de biomasas
• Fuente de energía no renovable.
• Genera mayor degradación de bosques y suelos.
• Emite la mayor cantidad de gases de efecto invernadero.
• Precio estándar.
• Valor caloríco estándar.
• De poca duración y alto consumo.
• Limpieza difícil por su alto contenido volátil, que genera
cenizas y chispas.
• U s o y e n c e n d i d o d i f í c i l ; e s n e c e s a r i o u t i l i z a r c o m b u s t i b l e s .
• Genera problemas de salud.
• Fuente de energía renovable.
• Abundancia de biomasas.
• Es neutral frente a la emisión de carbono.
• Precio económico
•
Alto valor caloríco que se concentra en las briquetas
y no se proyecta más allá del espacio de preparación.
• De larga duración y bajo consumo.
• De limpieza fácil, ya que genera cenizas inferiores.
• Uso y encendido rápido.
• No genera problemas de salud.
Fuente: Aguayo Flores et al., 2019.
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Tabla 5. Análisis próximo y elemental de biomasas y carbón
Análisis Tipo de materia prima
Fibra de coco Residuos de algodón Carbón mineral
Humedad (%m) 13.12 10,78 11.52
Volátiles (%m) 71,324 77,332 49,397
Cenizas (%m) 4,933 5,923 3,969
Carbón jo (%m) 23,741 16,743 46,643
Poder caloríco (MJ/kg) 16,77 17,79 23,91
%C 39.40 39.30 60.29
%H 4.27 4.70 4.61
%N 0.70 1.21 1.47
%S 0.12 0.2 1.55
%O 50.41 49.15 28.12
Fuente: Durango Padilla y Oquendo López, 2016.
Como se indica en la tabla 5, el poder caloríco
de la bra de coco es 16.77 MJ/kg. Para efectos de
homogenizar las unidades de esta variable física, es
necesario tener en cuenta el equivalente mecánico del
calor: 1J = 0.24 cal, del cual nos resultaría el valor de
4.024.8 kcal/kg.
Poder caloríco del algarrobo
Se consideraron muestras de leña de algarrobo,
entre otros (aserrín, carbón vegetal, briqueta de
aserrín, bagazo de caña), las cuales se aislaron
siguiendo el procedimiento, para luego ser enviadas
al laboratorio la Universidad Nacional Agraria
La Molina (UNALM) – Instituto de Certificación,
Inspección y Ensayos, para el respectivo análisis
de poder calorífico, donde se utilizó una bomba
calorimétrica de acuerdo con la norma ASTM
METHOD D-2015-66-1972. (Ruiz Ruiz, 2017).
Como se aprecia en la tabla 6, el poder caloríco de
la leña de algarrobo es ligeramente superior, en un
3 %, aproximadamente, con respecto al aserrín, así
también es superior, en un 10 %, con respecto al
bagazo de caña. (Cabrera, Madriñan y Muñoz, 2012)
carob coal (made from an autochthonous tree of the
Cauca river valley.
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Tabla 6. Análisis de poder caloríco
Análisis Norma/método Unidad Muestras
Aserrín Leña
(algarrobo)
Carbón
vegetal
Briqueta
de aserrín
Bagazo
de caña
Poder caloríco ASTM D-2015-66 (1972)
kcal/kg 4.512 4.618 7.3 67 4.728 4.133
Fuente: Ruiz, 2017.
La variable física obtenida del poder caloríco de las
briquetas de carbón de antracita es del orden de 7.800
kcal/kg de carbono, muy superior al poder caloríco
de la briqueta de aserrín (4.512 kcal/kg), la leña de
algarrobo (4.618kcal/kg) y la leña de eucalipto (4.667
kcal/kg). Resultados de las briquetas de aserrín, leña
de algarrobo y leña de eucalipto fueron logrados en
el laboratorio de la UNALM – Perú, según arma el
ingeniero industrial Marcos Eduardo García Alama
en su investigación titulada “Diseño de Procesos y de
Planta Piloto para fabricación de briquetas de Aserrín.”
(Julcamoro Saldaña y Romero García, 2018).
Figura 4. Relación del poder caloríco con el porcentaje
de humedad (Reina-Guzmán, 2016)
Discusión
El poder caloríco es la cantidad de calor que entrega un
kilogramo, o un metro cúbico, en proceso de combustión
completa, esto sucede cuando el carbono pasa a anhídrido
carbónico. Las unidades son kcal/kg, kcal/m
3
, BTU/lb y
BTU/pie
3
. Es decir, el poder caloríco de una sustancia
está relacionado directamente con la composición
química del material. (Vera Velásquez, 2014).
Existen investigaciones que comprueban que,
cuanto mayor sea la densidad del material, tiene un
mejor rendimiento energético; es decir, al utilizar el
material como aglomerado o en forma de briqueta o
pellets, su resultado energéticamente es superior. Los
análisis realizados a las briquetas en el laboratorio del
departamento de Industrias Forestales de la UNALM
nos indican una ventaja energética de la briqueta de
aserrín, con un poder caloríco de 4.728 kcal/kg, frente
a la leña de algarrobo, que obtuvo a un valor de 4.618
kcal/kg. (García, 2014).
La presencia de líquido o humedad en la biomasa
delimita o disminuye su poder caloríco, dejándose
en evidencia que el valor más recomendable es un
10 % para obtener valores óptimos de rendimiento
energético. (Arroyo-Vinueza y Reina-Guzmán, 2016).
En la investigación documentaria se evidenció que
pueden existir materiales con el mismo o parecido valor
de poder caloríco, pero una variable que falta aún
analizar es la eciencia. Se demostró que materiales
aglomerados en forma de briquetas poseen poder
energético y a la vez eciencia. (Samamé Guzmán,
2017).
El poder caloríco de la bra de coco es muy cercano
al del algarrobo, resultando conveniente educar y
sensibilizar a los consumidores en la necesidad de
reemplazar la leña de algarrobo como combustible
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por otras alternativas ecológicamente sostenibles. De
esta manera, conservaremos los bosques secos de la
parte norte del Perú, tan amenazados por su tala ilegal.
(Cuentas Romero y Salazar Toledo, 2017).
Conclusiones
Se establece la comparación entre el poder caloríco
de la bra de coco, que es de 4.024.8 kcal/kg, con la
del poder caloríco de la leña de algarrobo, que es de
4.618 kcal/kg. Ambos resultados obtenidos de acuerdo
con la norma ASTM METHOD D-2015-66-1972,
evidenciándose la superioridad energética, en un 12 %,
del algarrobo frente a la bra de coco.
La biomasa, para un mejor rendimiento energético,
debe poseer alrededor de entre el 10 y el 30 % de
humedad.
Es recomendable transformar los residuos
agrícolas y utilizarlos en forma de aglomerado,
ya que contribuye a aumentar su capacidad de
almacenamiento y combustión.
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